Шевронных передач. Силы, действующие в зацеплении
Зубья цилиндрических прямозубых колес входят в зацепление сразу по всей длине. Из-за неточности в изготовлении вход и выход из зацепления зубьев может сопровождаться ударами, появляется шум при работе. Поэтому прямозубые передачи применяют при невысоких окружных скоростях (менее 10 м/с).
Силы взаимодействия между зубьями принято определять в полюсе зацепления П (рис.12). Равнодействующая сила Fn направлена по линии зацепления NN. Для расчета зубьев силу Fn раскладывают на окружную силу
и радиальную силу
.
Рис. 12 Схема сил в прямозубой цилиндрической передаче
Цилиндрические колеса, у которых зубья расположены по винтовым линиям на делительном цилиндре, называют косозубыми.
В косозубой передаче, в отличие от прямозубой, зубья входят в зацепление не сразу по всей длине, а постепенно, что значительно снижает шум и динамические нагрузки. Чем больше угол наклона зубьев β, тем выше плавность зацеплении. Косозубые колеса применяют для ответственных передач при средних и высоких скоростях. Объем их применения - свыше 30 % объема применения всех цилиндрических колес в машинах; и этот процент непрерывно возрастает. Косозубые колеса с твердыми поверхностями зубьев требуют повышенной зашиты от загрязнений во избежание неравномерного износа по длине контактных линий и опасности выкрашивания.
Угол наклона зубьев косозубых колес выбирают по условию, при котором осевой коэффициент перекрытия более 1,1 (обычно 1,1... 1,2), в большинстве конструкций β=8...22°, в раздвоенных ступенях редукторов для лучшей самоустановки β>30°.
Значение угла β удобно выбирать таким, чтобы при стандартных значениях нормальных модулей межосевые расстояния аω, соответствовали приведенным в стандартах, а для встраиваемых передач по возможности выражались целыми круглыми числами. Так, например, к удобным углам для косозубых передач редукторов можно отнести угол β=8°6'34", косинус которого равен 0,99. При суммарном числе зубьев zo=99 aω=50m.
Косозубые колеса нарезают тем же инструментом, что и прямозубые, поэтому профиль косых зубьев в нормальном сечении аналогичен профилю прямых зубьев. Наклон зуба получают поворотом инструмента на угол β (напомним, что β- угол наклона зуба на делительном диаметре). Если замерять шаг (расстояние между зубьями) в торцовом и нормальном направлениях, то получим в первом случае окружной шаг рt, во втором нормальный шаг рп. Разными в этих направлениях будут и модули - нормальный mn и окружной mt:
, .
За расчетный модуль принимают mn, значение которого должно соответствовать стандартному.
Исходным при геометрических расчетах является нормальный модуль mn. Остальные параметры и определения для косозубых колес:
- шаг окружной
или
- диаметр делительной окружности
- высота головки зуба ;
- высота ножки зуба ;
-диаметр вершин зубьев
;
- диаметр впадин зубьев
;
Если известен наружный диаметр , то модуль можно определить по формуле:
,
после определения округлить до стандартного значения;
- окружной модуль
;
- передаточное число цилиндрической прямозубой и косозубой передач
или
где ω1, z1 - соответственно угловая скорость и число зубьев ведущего колеса;
ω2, z2 - соответственно угловая скорость и число зубьев ведомого колеса.
В косозубой передаче нормальная сила составляет угол β с торцом колеса (рис. 13).
Рис. 13 Схема сил в косозубой цилиндрической передаче
Нормальная сила Fn может быть разложена на составляющие:
окружную силу:
,
радиальную силу:
,
осевую силу:
.
Наличие в зацеплении осевых сил является недостатком косозубой передачи, так как они дополнительно нагружают подшипники. Поскольку Fa возрастает с увеличением β, для косозубых колес принимают β = 8...22°.
Этот недостаток косозубых колес устранен в шевронных передачах (см. рис. 7 в). Шевронное колесо представляет собой сдвоенное косозубое колесо, выполненное как одно целое. Так как направление зубьев в полушевронах различное, осевая сила взаимно уравновешивается на колесе и на подшипники не передается. Это обстоятельство позволяет принимать у шевронных колес угол наклона зуба β = 25...40°, что повышает прочность зубьев и плавность передачи.
Недостатком шевронных колес является большая сложность и стоимость их изготовления. Применяют их в мощных быстроходных закрытых передачах.
Дата добавления: 2016-12-16; просмотров: 7487;